时间:2022-05-22 11:11:18
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇煤矿技术论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
CAN为串行通信协议,可有效支持分布实时控制,体现出较高的安全等级。CAN应用系统的设计要以CAN技术规范为基本依据,在任何两个基于CAN总线的仪器之间建立兼容性,对传输层进行规范定义,在周围各层当中将CAN协议的作用充分发挥出来。CAN的主要特点体现在以下几个方面:(1)多主工作方式,即网络上任意一节点在任意时刻均可向其它节点主动发送信息,各节点之间不存在主从关系;而报文标识符方面,CAN可以将各个节点分为不同优先级,可更好满足不同的实时要求。(2)CAN采用非破坏总线仲裁技术,该技术可以保证网络在负载较大的情况下保持稳定性;直接通讯距离可以速率低于每秒5kb的状态下达到10km。(3)由于报文采用的是短帧结构,故不易受干扰,传输时间短;CAN总线驱动器电路决定了网络中的节点数。(4)CAN每帧信息均有CRC校验及其它检错措施,这些可靠的检错措施组成了系统可靠的错误处理及纠错机制。即使错误非常严重,CAN也具备自动关闭输出功能;发送的信息遭到破坏后可自动重发。由此可见,与一般的通信总线相比,CAN采用了许多新技术及新设计,体现出较强的可靠性、实时性及灵活性。在煤矿安全监控管理中应用CAN总线技术,可以实现对任意一路CAN任意节点的检测、配置、组态,系统中的传感器、控制器、执行器均为互相独立的节点,真正做到分散控制、互相通信。
2基于CAN总线技术的煤矿安全监控系统设计
基于CAN总线技术的煤矿安全监控系统共包括三大部分,即煤矿安全监控智能决策与管理系统、矿井网关及多矿井分布式监控子网络,下文分别进行介绍:
2.1煤矿安全监控智能决策与管理系统
煤矿安全监控智能决策与管理系统采用实时在线智能管理控制系统—因特摩系统来实现,其将包含了专家系统、智能搜寻器、自动机器翻译及计算机视觉等技术的智能系统与因特网、通信技术、自动化技术、实时数据处理技术及数据库技术等结合在一起,实现对工业生产现场的智能监控。在煤矿安全生产中应用因特摩技术,可获取更多事故预报的私有知识,以起到预报事故的作用,为安全生产管理者提供更多的参考信息,提高决策管理的针对性,将事故控制在萌芽状态。该模块包括分站监控机、主监控机及分布式系统,井下数据采集系统主要负责采集工作现场的实时数据,经网关提交至各分站监控机智能决策及管理系统,分站监控机分析后,将处理过的信息提交至主监控机与服务器,最终得出相关决策及措施,对应设备接收到相关控制信息后做出反应,实现矿井安全的智能决策与管理。
2.2矿井网关
矿井网关的主要作用是连接以太网及CAN总线。此处采用AT75C220芯片,该芯片具有两个以太网接口,并具备语音处理功能;该芯片嵌入网关,CAN总线通过网关连接以太网,由此可见,该模块中AT75C220处理器是关键部分。该芯片具有双MAC以太网端口及桥接器,用于连接以太网,其DSP语音处理功能可在以太局域网中接入电话。CAN控制器选择菲利浦公司生产的SJA1000、PCA82C250,其支持CAN2.0B通信协议,可实现对总线的差动发送及对CAN控制器的差动接收。以太网TCP/IP协议与CAN协议的转换是通过AT75C220芯片在网络层完成的,并通实现以太网与CAN总线网络的通信及互联。以太网接收IP包,拆包后取出数据,再按照CAN通信协议重新组成帧,发送至接入设备。通过该网关即可实现CAN总线设备与以太网的通信。
2.3井下分布式控制子网
井下分布式控制子网是整个煤矿安全监控系统的核心部分,其包括数据采集系统、各类控制设备及报警设备及分站监控机通信系统。数据采集系统的主要作用是对井下生产及工作环境进行监测,获得原始的现场数据,分站监控机通信系统的主要作用是将井下现场采集的数据与设备的运行状态信息传输至井上。通过单片机、独立CAN控制器所组成的接口模块,井下数据采集设备、各类生产设备、安全设备、控制设备及报警设备等才可实现与CAN总线的通信。井下数据采集设备采集各安全指标模拟量及各个开关状态量后,再通过CAN通信及接口模块将这些数据发送至CAN总线;此外,通过CAN通信及接口模块,井下生产设备及安全保障设备实现了与CAN总线与现场控制及报警器的连接,以便实时监控设备的运行状态。
3结束语
1.1恒压频比(V/F)控制
恒压频比控制属于开环调节,通过保持异步电机电压和频率之比近似相同以调节煤矿电机转速的调节方法。V/F控制最大的优点,就是使用简单,没有复杂的算法流程、坐标变换及电机模型辨识过程,用户使用起来十分的容易。而且,由于属于开环控制,即便在负载出现任意扰动的情况下,输出值也保持固定,不会受到什么影响。所以在某些时候,尤其是稳定度要求高的情况下,会采用该种控制方法。但由于其开环控制特性,控制精度低,无法像矢量控制那样实现无偏差控制。这种控制方式主要运用于对精度要求不高的煤矿设备,如风机、水泵等。
1.2转差率控制
根据电机转速计算公式,转差率控制是通过改变电机转差率的大小来实现对电机转速进行改变的控制方法。主要通过改变电机定子电压和转子电阻的方式进行。小功率电机或者电机转速较慢的情况下会采用转差率控制方法。恒压频比控制和转差率控制方式都是基于电机系统的稳态模型和在稳态运行规律下进行控制的。这两种控制方式无法对电机内部磁场的大小和位置进行控制,因而电机只能实现较为精确的转速控制,而转矩控制能力差。要想精确控制转矩,就必须在动态过程中对电动机的磁场大小和位置进行控制。
1.3矢量控制(VC)
矢量控制是目前煤矿自动化领域中比较先进的控制方法。交流异步电机是一个十分复杂的系统。矢量控制的基本控制原理就是通过对异步电机定子电流在不同坐标系下进行矢量变换,最终将电流分解为可以分别控制的用于励磁分量和用于产生电磁转矩分量。矢量控制策略的基本思路就是将交流异步电机的耦合变量解耦,实现各个变量的独立控制,使异步电机和直流电机一样,获得良好的控制性能。
1.4直接转矩控制(DTC)
直接转矩控制技术是基于矢量控制理论而建立的一种新型交流异步电机控制技术,直接转矩控制将不会像矢量控制那样考虑变量解耦的问题,而是直接控制电磁转矩。直接转矩控制不需要将交流异步电机转化为直流电机的数学模型,而只关注电磁转矩的变化。因此,和矢量控制不同,直接转矩控制无需进行复杂的坐标变换和电机数学模型。但是,直接转矩控制也有其缺点,例如低速情况下转矩脉动大,启动电流冲击大等。目前,兆瓦级的大功率电牵采煤设备中直接转矩控制方法运用的较为广泛。
2自动化系统在煤矿采煤中的应用
2.1试验台机械结构及总体布置
变速器试验台是一个综合了机械、电气、液压原理的机电系统。其具体工作原理是驱动电机连续输入额定转速和扭矩,以模拟变速器在煤矿采煤工作中的输入工况。由于驱动电机最高转速的限制,往往无法达到发动机最高转速的要求,因此,在驱动电机后加入一个升速齿轮箱,以满足采煤系统的试验能力要求。为了更接近矿区采煤的真实工况,在变速器输入端增加一个惯量盘,其旋转时的转动惯量与在离合器飞轮和传动轴旋转时产生的转动惯量相同。试验台的末端是加载装置及其匹配的冷却系统,它能给变速器施加阻力矩,以模拟设备采煤时的负载和道路阻尼。
2.2驱动设备的选择
驱动设备需要给试验变速器输入试验所要求的转速和扭矩,驱动设备可以采用内燃机,也可以采用电动机作为输入动力源。两种不同的动力源均有其各自不同的优缺点。采用内燃机作为采煤系统驱动端,使得试验更加接近变速器在采煤应用中的实际工况。但是内燃机也有较多缺点,比如噪声大,产生的废气污染环境,而且内燃机转速和扭矩不易控制,会导致试验结果产生较大的误差。采用电动机作为试验台动力源有噪音小、占地面积小、启停方便、无污染、易于控制等优点。正是因为采用电动机作为试验台动力源具有较多的优点,目前电动机已经广泛应用在各种煤矿传动系统试验设备上。
2.3加载装置的选择
加载装置在整个采煤系统中为被测变速器施加负载转矩,目前主流的工业设备一般采用测功机作为加载装置。测功机一般用于测试发动机的功率,也可作为齿轮箱、减速机、变速箱试验设备的负载装置。测功机主要由功率吸收、负载调速、转矩调节和冷却部分组成。根据负载转矩输出方式的不同,一般可以将测功机分为水力测功机、电力测功机和电涡流测功机三种。自动化采煤系统一般采用开式布局,在保证试验需求的情况下,基于上表的三种测功机的性能对比,采用电涡流测功机较适合于基础的自动化采煤系统。该文采用一台长沙湘仪动力测试仪器有限公司生产的CW-150系列电涡流测功机作为研究对象,其额定吸收功率为150kW,额定扭矩为520N•m,额定转速为2500rpm。
2.4发动机速度特性分析
该文所建立的自动化采煤系统模型,选用交流异步电机作为试验台架的驱动系统,驱动试验变速器及负载机构的运转。这里所选用的驱动电机应能完全覆盖被测变速器所匹配采煤设备发动机的全部性能和运行工况,同时还应具备转速和转矩的调节能力。为了使试验结果更加准确,这里我们先要对发动机的速度特性进行简要分析,从而为异步电机参数的确定提供理论依据。
2.5驱动电机主要参数的确定
在确定了采用交流异步电机作为驱动电机之后,就必须确定驱动电机的各种参数,从而完成异步电机驱动的变速器试验台动力学仿真。而部分电动机参数的确定必须参照发动机相关参数的确定原则,这样才能提高驱动电机模拟发动机驱动的精确度。对于任意的一台异步电机,它的参数例如定子电阻、转子电阻、定子漏感、转子漏感、定转子互感、电机极对数以及转子的转动惯量等是异步电机所固有的参数,需要通过电动机试验进行选定。而对于额定功率、额定转速和额定转矩等动力学参数,需要根据电动机所使用的特定场合进行选定。由于这里是用异步电机模拟汽车发动机作为驱动源,则其动力学参数参照发动机的参数确定则。
3结语
1.1有效提高煤矿生产的安全系数
在没有引进机电一体化生产时媒矿工人需要深入幽暗潮湿的矿井进行日常作业并下所有的工作都需要人工完成,人工作强度大几乎是超负荷运转。长此以往不仅会对矿工的健康造成影响复杂多变的井下环境与突如其来的透水事故、瓦斯爆炸事故还会威胁到广大矿工的人身安全。
1.2有效提高煤炭生产的效率
在煤炭开采过程中应用一体化的机电技术从根本上改变了煤炭企业的生产方式用机械取代人工将人力从繁重的机械劳动中解放出来实现人力资源的合理优化配置。不仅如此人力不同于机器人会有疲累感超时的高负荷工作会降低工人的生产效率不利于煤炭产量的提升。用机械取代人工后,只要定期对其进行养护维修机械就能长时间保持高强度劳动降低了不确定因素对生产造成的影响肩效提高了煤炭生产效率。
1.3有效提高煤矿企业的经济效益
在煤矿生产中运用机电一体化技术,能够有效节省人力开支8降低了生产成本还提高了煤炭产量,为企业创造了更多的经济价值使煤炭开采企业的经济效益得到大幅提升。企业盈利增长员工的福利待遇自然水涨船高这在一定程度上改善了煤矿井下作业人员的生活质量起到了“双赢”的效果。
2煤矿机电技术一体化应用的具体体现
2.1带式输送机
带式输送机是煤炭企业机电一体化的重要组成部分,能帮助井下作业人员将已开采的煤炭运往地面,是煤炭生产不可或缺的帮手。在煤矿机电一体化的摸索过程中我国自行生产了多代带式输送机但大多都存在运输容量小、运程距离短、运行效率低、易出现机械故障、稳定性得不到保障等问题对进一步提升采煤效率造成了阻碍。为了解决这一系列的问题我国科研机构充分考虑到矿井井下复杂多变的环境运用机电一体化技术将我国多年研究带式运输机的丰富经验与煤矿运输的实际需求结合起来研发了多种软启动、制动装置肩效克服了传统带式运输机的不足之处迎合了时展的需求。新型运输机加大了运输容量、增加了运程距离、提高了运行效率、降低了机械故障的发生几率为确保煤矿开采工作顺利进行打下了坚实的基础。
2.2采煤机
将机电一体化技术运用于采煤机中庄要是通过改变采煤机牵引方式的方法达到延长设备使用寿命、增加安全性的目的。机电一体化技术能促使采煤机由老旧的液压牵引方式向新型的电牵引式方向发展充分发挥其实际优势提升采煤效率提高煤炭开采量。使用电牵引的新型采煤机能将运输过程产生的阻力降到最低涅合制动发电装置共同运作河以提高资源的合理利用效率尽量避免不必要的资源浪费。不仅如此机电一体化技术还能克服煤层坡度大且陡的不便通过在采煤机电动机加装防滑装置的方法崖面提升采煤机传动轴的荷载能力。零件损耗是制约煤炭开采效率的重要原因液压牵引方式会加快采煤机内各组成零件的损耗速度施工人员要通过不断更换零部件或直接更换采煤机的方式确保煤炭开采效率无形中增加了开采成本不利于企业获得经济效益最大化。在采用机电一体化技术后,电动牵引方式完美解决了零件磨损的问题通过调节电控系统实现灵活简便的操作不仅有效延长了采煤机的实际使用寿命节省了成本开支还提升了采煤安全系数保障了采矿人员的人身安全。除此之外,电动牵引式的采煤机还具有适用领域广、小巧轻便、结构简单等优势能够最大程度上将电能转化为实际生产力为煤炭企业提高产量打下了坚实的基础。
2.3提升机
矿井提升机是当前煤炭生产过程中涉及到的所有机械设备中自动化水平最高的一个,已经实现了全数字化,内装式提升机是机电一体化技术的典型代表,将驱动装置与滚筒装置整合在一起后,机械结构得到了极大简化。在提升机中运用机电一体化技术后提升机能自主查询机体故障来源定期进行“体检”并自动记录检测结果为机械的维修、养护工作提供了必要的依据,同时也节省了人力成本。在其检测到系统出现故障时会通过声音提示的方式通知相关工作人员对其进行及时修护,以此确保提升机的正常运行。不仅如此全数字化的矿井提升机相对于传统型号的提升机而言具有更简单的硬件配置兼容性强皮全系数高所需的易损零部件较少,能瞬间提升加速度更灵活易控实际操作性更强。全数字化提升机具备良好的使用性能充分发挥出了计算机技术的优势,能进一步完善系统检测、自保工作,已经成为多地煤矿施工提升机的首选类型。
2.4电控液压支架
由于我国电控液压支架发展历史较短肖前推行的国产电控液压支架所用的控制系统较简单应用范围局限性过强远不如其他国家研发的电控液压支架性能优越。将液压控制与计算机技术有机结合在一起,能将支架与顶板之间的距离控制在一个合理的范围内肩效避免因反复摩擦造成的零部件磨损,以此达到延长电控液压支架使用寿命的目的。
3结束语
一、无线通信技术应用于煤矿开采的重要意义
由于煤炭生产的施工环境比较复杂,井下人员较多,设备流动性也较大,在生产操作中,常常采用多工种联合流水作业的形式进行煤矿开采,这就要求需要大量的重型设备参与到煤矿生产中,无论是在设备运输中,还是在安装、调试中,其都有较高的要求,若不注重煤炭井上井下的协同生产,则容易发生瓦斯爆炸等事故。然而,随着移动通信技术的发展,建立基于4G通信技术的无线移动通信系统,并将其应用于煤矿生产中,其不仅可以确保煤矿生产顺利进行,还可以完成紧急事故的处理,因此,煤矿4G无线通信移动系统的实现,具有十分重要的意义。
二、基于4G通信技术的煤矿无线通信系统
(一)无线移动通信系统架构
针对当前煤矿生产对无线移动通信系统的需求,利用4G中的TD-LTE通信技术来实现高传输速率的宽带无线网络,建立信息化、自动化、智能化于一体的煤矿安全生产管理系统,打破当前煤矿系统安全生产局面,将煤矿井下传感器、视频等各类业务数据进行统一的网络部署,有效解决信息孤岛的问题,确保煤矿安全生产,从而提高煤矿的生产效率。因此,建立基于分时长期演进(TD-LTE)的宽带无线网络,由于基于4G通信技术的无线移动通信系统可以在频谱带宽20MHz下可以实现上行峰值速率和下行峰值速率分别为50Mb/s,100Mb/s,其接入时延可以小于100ms,如表1所示[3],表示4G通信系统与3G无线通信系统的对比,因此,采用TD-LTE无线通信技术不仅可以满足语音和数据业务的实时传输,也可以有效避免数据丢包、延时等问题。下面对基于4G通信技术的无线移动通信系统进行对比分析:1.基于TD-LTE通信技术的系统架构。TD-TLE煤矿无线通信系统网络总体架构主要由基站、接入网关、BRAS及核心网通信构成,其中,核心网网元可以实现语音通信、数据传输及集群呼叫功能,其主要通过IMS+EPC+DSS集群模式来实现的[4]。2.建立基于TD-LTE通信技术的基站通信系统。将Femto/Pico基站应用于无线通信系统建设中,增强区域的覆盖范围,通过自身的传输网络统一接入到安全网关中,采用IPSEC的方式,以保证网络传输安全。当基站通过提供WLANAP来承载数据业务过程中[5],其也可以通过PDG直接接入网络来承载数据业务,为了确保提高高质量、高传输速率的数据和语音业务,则可以通过直接接入3GPP核心网来满足不同的产品需求,实现统一的业务活动,建立以SmallCell为基站的网管系统,从而实现下层无线网络通信系统与上层网管系统的对接。3.建立基于IMS+EPC+DSS集群模式的核心网[6]。在系统中设置核心网,其主要作用是提供用户连接、系统管理、网络承载等功能,分析该系统的核心网系统AXUNiEPC-5[7],其主要依托电信级EPC核心网的优势来实现网元MME、PGW等功能融为一体的模式,该核心网实现了移动办公、遥感业务、监视控制及电子商务等基本业务,其可以为用户提供安全可靠的LTE接入。另外,核心网系统还利应用了IMS系统,其是一种全新的多媒体业务形式,其不仅可以满足多样化的多媒体业务需求,还可以实现LTE语音业务系统,并且DSS核心网可以实现LTE的集群呼叫功能,DSS与EPC相比,其都采用了ATCA架构,并且都可以实现设备小型化的核心网。4.建立综合应用无线通信系统平台。利用分布式高性能计算机框架架构来建立一个安全、可靠、统一的综合应用系统平台,为了构建灵活、适用强的处理平台,应在软件处理平台基础上增加分析处理数据的专用支持工具,如支持LTE、Wi-Fi网络和终端的基站系统[8],实现数据传输、视频及语音等各类业务,提供统一的数据存储及应用接口,从而实现自动化管理的应用系统。
(二)无线移动通信系统功能概述
1.调度功能。调度系统是煤矿生产的重要通信手段,生产调度员通过利用调度功能来统筹调度所有资源,并对煤矿生产中各种突发状况进行处理,以保证煤矿生产顺利进行。调度功能主要包括生产进程管理、煤矿生产流程整合及资源分配等功能。2.语音业务。其主要包括以下几种业务:第一,移动电话,其可以提供语音通信功能;第二,紧急呼叫业务,当煤矿井下的集群用户发起紧急呼叫,呼叫中心将会做出答复,其类似与电话业务,具有简单方便、快速的特点;第三,主叫号码识别显示业务,其主要功能是提供主叫用户号码给被叫用户。3.集群通信。为了实现用户之间的通信,利用无线集群通信系统来实现自动化的信息共享功能,与公众无线移动通信相比,无线集群通信系统不仅可以提供系统内部的全呼、组呼之外,还可以提高双向通话功能,通过建立优先等级呼叫和紧急呼叫功能,以满足煤矿生产安全部门指挥调度的需求。4.增殖数据服务。在增殖数据业务中,主要包括提供视频通话、物联网接入、手机终端定位、多种数据等业务,其中,对于视频通话,通过手机实时进行无线视频业务,以便于井上工作人员的判断和决策;数据网接入,通过利用3G通信技术来实现终端及无线传感器等接口的采集,并利用物联网提供终端接入;手机终端定位,即利用4G无线通信技术来实现语音通话及矿用无线通信手机终端定位,即通过操作人员携带的手机与基站之间的信号传输来获得操作人员在井下的信息,这样地面上的工作人员则可以通过计算机来了解井下工作人员的信息,其可以确保煤矿井下的安全生产,同时也可以提供实时信息;数据业务,为了满足煤矿井下多种业务对宽带的需求,实现高速分组无线数据业务,并通过智能手机绑定内部系统,实现信息、视频监控及安全生产实时监控等功能,将综合自动化系统应用于系统中,实现组态软件实时显示功能,当煤矿井下出现异常情况,系统将会提供自动报警提示功能。
三、结束语
建立基于4G无线通信技术的煤矿无线通信系统,利用TD-LTE无线通信技术来建立宽带无线网络,由于TD-LTE无线通信技术具有覆盖面积广、信号强、传输速率高的优点,将无线移动通信系统应用于煤矿生产中,不仅可以煤矿地面井下实时通信,也可以确保煤矿井下安全生产,因此,建立基于4G通信技术的煤矿无线移动通信系统具有十分重要的意义。
作者:朱赛虎 单位:天地(常州)自动化股份有限公司
对煤矿水文地质进行勘探的一个前提便是要将整个地下水系统都纳入勘探范围,对整个地下水系统都进行全面深入的了解。认识其排泄规律,给水排水状况,才能充分利用地下水系统的优势,避开缺陷,从而节省煤矿开采成本。另外,在对煤矿水文地质勘探时,要认识到煤矿开采的层位特点,不能仅探测采煤层,充水层和含水层也是勘探的重要内容,要充分利用地下水系统知识,对矿井涌水通道进行探测,按照国家规定的勘探精度要求,对于层位和结构复杂的矿区,要分别开展深入、全面的探测,确保水文地质勘探结果的准确性。从目前的情形来考虑,我国虽有许多种勘探方法,但并不存在一种技术能同时适用于所有的煤矿水文地质勘探,因此,实际勘探工作中,要根据不同的地质特点,不同的地形特征和地理环境,来选择多种不同的勘探办法,以求能获得最为精准确实的数据。例如,对于暗河管道充水矿床,其管道位置直接决定给水排水方案的制定,而其管道位置又绝大部分影响于地层的构造和裂隙的发育,因此探测暗河管道充水矿床主要探测其管道位置。但对于岩洞充水矿床,则主要对其内部填充物的腐蚀性进行探测,因为岩洞充水矿床由于内部填充物的存在,很容易在煤炭开采过程中发生涌水和地面坍塌事故。而岩溶充水矿床在勘探时主要集中研究其隔水和导水状况等。
二煤矿水文地质勘探技术
随着科学技术的发展,对于煤矿水文地质勘探也有了越来越多新的技术手段。
1钻孔透视仪测量岩溶钻孔透视仪的工作原理
主要基于电磁波的传播特性。由于电磁波在不同岩性的岩层中传播的速度和距离都不尽相同,在工作时,将无线电发射机和接收机分别放置在两个钻孔内,相距一段距离,发射机作为点源发射电磁波,经过岩层介质,在另一端被接收机接收。利用这一特性,钻孔透视仪可以用来探测碳酸盐层地区地表以下不同深度的溶洞和岩溶通道,这些数据可以为研究岩溶发育规律提供重要的参考,对于孔间岩溶形态的探测,即使是在500米或者更深处也能探测得到;在注浆帷幕上清晰地显示注浆效果,还能方便地对突水点和堵水注浆巷道的位置进行比较准确的定位。
2流量测井法
流量测井法通常用于探测钻孔不同深度横截面纵向流量,对于有纵向水流的钻孔,流量测井法可以用来划分隔水层和含水层,探测含水层的层位、厚度、渗透性等。MDS-78I是一种流量测井仪,因其具有稳定的性能和简便的操作而被广泛使用,它的主要功能是流量和井径测量,可连续测,也可点测,具体选用视实际情况而定。另外,对于不同的试验井的测定结果评价也有不同的标准。
3γ射线找水法
γ射线找水法在上个世纪中期就被国外许多专家用来寻找水源,而我国在1974年由原子能应用研究所提出引进了这种方法,在对江、川中、湖北等许多地区进行了试用之后,事实证明,这种方法能够非常快速准确的探测出基岩的稳伏断层破碎带、裂隙带地下水的位置和分布情况。并且,这种方法操作起来相对比较简单,仪器携带也很方便,所需投入的成本不高,且能取得非常好的探查效果。因此,经引进以来,受到广泛的应用和改进。
三结束语
关键字:开采沉陷土地复垦沉陷控制
山西是煤炭大省,煤炭的开发为山西经济快速持续发展提供了基本保证,然而煤炭的大规模开采对矿山及其周围环境造成了严重的破坏日益突出,开采沉陷造成的矿区环境灾害主要有土地塌陷或积水,农田减产或绝产、道路塌陷、房屋变形破坏等,这都是开采引起的岩层移动,是造成矿区塌陷灾害和区域变形的根源,有效控制和减轻地面塌陷程度是解决此问题的根本之路。随着煤炭形式的好转,各集团公司都加大了环境的防治和治理,对煤炭事业来说,功在当代,利在千秋。
一.沉陷的防治技术途径
沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑;(1)对开采沉陷的控制,即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施,来减少地表下沉,控制地表下沉速度和范围,达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。(2)开采沉陷破坏的恢复和整治,运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术,对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。
1.1.1全部充填开采
在煤炭采出后顶板尚未冒落之前,用固体材料对采空区进行密实充填,使顶板岩层仅产生少量下沉,以减少地表的下沉和变形,达到保护地面建、构筑物或农田的目的。其中水沙充填是充填采煤法中减少地表下沉效果作好的方法,其次是风力充填和矸石自溜充填。但充填采矿法需要专门的充填设备和设施,还需要有充足的充填材料。矿井初期投资大,吨煤成本相应的增加。
1.1.2条带开采
根据煤层和上覆岩层组合条件,按一定的采留比,在被开采的煤层中采出一条,保留一条。由于条带开采仅是部分地采出地下煤炭资源,保留了一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层。从而减少覆岩移动,控制地表的移动和变形,实现对地面建、构筑物的保护。但该方法采出率低、巷道掘进多,工作面效率低。
1.1.3覆岩离层带充填
根据采空区上方覆岩移动形成三带的岩移特性,在煤炭采出后一定时间间隔内,用钻孔往离层带空间高压注浆,充填,加固离层带空间,将采动的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构,使离层带的下沉空间不再向地表传递,以减少或减缓地表下沉,保护地面建、构筑物或农田。但该技术难度大,再近一步研究。
1.1.4限厚开采
根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力,以不产生地表积水和满足建筑物所要求的保护等级为依据,确定可开采的煤层厚度,开采是仅回采这一厚度的煤,其余各煤层均不开采,以实现减少下沉保护地面建、构筑物及土地的目的。但该技术采出率低,仅在薄煤层中应用有一定的使用价值。
1.1.5协调开采
厚煤层分层开采时,合理设计各工作面的开采间距,相互位置与开采顺序,使开采一个煤层(工作面)所产生的地表变形和开采另一个煤层(工作面)所产生的地表变形相互抵消或抵消一部分,以减少采动引起的地表变形,保护地面建、构筑物。但该技术要保持一定的错距,因此组织生产难度较大。我国尚未开展这种工业性实验。
1.1.6“采-注-采“三步法开采
充分利用覆岩结构对岩层移动的控制作用,应用荷载置换的原理,进行小条带开采-注浆充填固结采空区-剩余条带开采的三步法开采,有效的对岩层移动和地表沉陷的控制,解决了大面积开采地表沉陷控制、提高了煤炭的回采率,保护了地面建、构筑物,但也存在工艺复杂,成本较大等缺点。
二.土地复垦技术
2.2.1煤矸石充填复垦和粉煤灰充填复垦
(1)地下开采产生的大量煤矸石运到地表排放,既占地有污染环境。利用煤矸石作为充填材料,即可使采煤破坏的土地得到恢复,又能减少矸石的额占地。转
(2)利用电厂的废弃物--粉煤灰充填沉陷区复垦土地,可以化两害(沉陷区、粉煤灰)为三利(电厂、煤矿、农民三放面有利)。
2.2.2平地和修建梯田复垦
对积水沉陷区、潜水位较低的边坡地带,可采取平整土地、改造成梯田的方法复垦利用。梯田的水平宽度和梯坎高度,应根据地面坡度抖缓、土层薄厚、工程量大小、作物种类、耕种机械化程度综合考虑确定,田间坡度的大小和坡向,应根据原始坡度的大小、有无灌溉条件、复垦土地用途来决定。
2.2.3输排法复垦
开挖排水渠道,将沉陷区浅积水引入河流、湖泊、坑塘、水库等,作为蓄水用,是沉陷水淹地重新得到耕种。
2.2.4深挖垫浅复垦
运用人工或机械方法,将局部积水或季节性积水沉陷区下沉大区域挖深,适合养鱼、蓄水灌溉等,用挖出的泥土充填开采沉陷较小的地区,使其成为可种植的耕地。
2.2.5积水区综合利用技术
对地面大面积积水和积水深度很大的沉陷区,科学的综合利用,发展网箱养鱼、围栏养鱼、蓄洪作灌溉水源、建造水上公园等。
2.2.6固体微生物复垦技术
煤矸石添加适量微生物活化剂,经过一个植物生长期(约6个月)就可建立起稳固的植物生长层,形成熟化的土壤。
三.结束语
开采沉陷是造成矿区环境地质灾害的直接原因,有效控制和减轻地面沉陷程度是避免开采沉陷环境灾害的基本途径。充填采煤法是减少地表下沉效果作好的方法,近年在山东有些矿区正在做膏体充填的实验,这种方法可使采场没有或减少垮落带,能更好的减少地表下沉。但它的技术含量很大,输送倍线大,管路易阻塞,如果成功那将是煤矿开采的一次技术革命。
开采沉陷对土地资源的影响和破坏是难以避免的,所以各个煤矿应该应用根据自己的实际情况和条件合理应用防止和控制开采沉陷技术和土地复垦技术,矿区生态复垦技术等多学科知识,对地表塌陷进行综合治理和开发利用,才能更好地保护地表、矿区的环境、农民的利益。
参考文献:
[1]陈荣光.矿山企业污染防治与环境保护强制性标准执行手册[M].宁夏大地出版社,2004
[2]杜计平.汪理全.煤矿特殊开采方法[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003
1.1常见的问题
首先,机电设备的电气问题。在机电设备安装过程中,一旦断路器弧触头和触指出现装配错误,或是安装人员没有正常进行操作时,则会使绝缘介质出现分压、电压增大或是触头发热等现象,极易导致断路器发生爆炸。在对隔离开关进行安装时,一旦在安装过程中操作不当,则会导致接触面出现电热氧化现象,从而导致触头被煤坏。而在对电流互感器安装时,极易产生电压,从而给安全人员的人身安全带来较大的威胁。其次,机电设备的螺栓联接问题。机电设备安装过程中,其联结部分多以螺栓为主,但利用螺栓在联接过程中也很容易发生故障。特别是在联接过程中螺栓出现松动时,则会导致机电设备运行过程中部分部件出现松动的情况。而一旦螺栓联接过紧时,则极易导致金属出现疲劳的现象,从而为安全事故的发生埋下隐患。
1.2产生故障问题的原因
首先,机电设备安装设计不合理。在机电设备安装设计过程中存在着许多不合理的地方,这就使机电设备在正常安装过程中无法按照设计方案进行安装,不仅会对机电设备的正常使用带来较大的影响,而且还会导致一些安全隐患存在。其次,机电设备安装过程中缺乏监督。在机电设备安装过程中,由于监督力度不够,从而导致安装质量无法保障。同时在安装施工过程中,管理不严格,而且管理人员水平不高,很难发现安装过程中存在的问题,这就给安装工作带来较大的安全隐患,从而导致安装质量也达不到设计的标准要求。
2煤矿机电设备的安装技术
煤矿机电设备在进行安装施工的时候,主要的工序就包括了机电设备的清点与记录、机电设备的基础验收、机电设备的基础放线、机电设备的就位和安装、对机电设备的安装精度控制以及对机电设备的运行进行检查等。
2.1机电设备的清点和记录
当机电设备到货后,需要由建设方,施工方和机电设备供应商三方共同对设备进行检查,同时对机电设备及各零部件进行清点,并做好记录工作。对于机电设备中较为关键的部件还需要根据质量标准要求进行检查和验收,合格后才能进行签收。移交后的机电设备需要由相关人员签字后再对其进行详细登记。
2.2机电设备的基础验收
要对机电设备基础进行验收过程中,需要确保其能够满足相关的标准和要求。首先,需要对机电设备基础的表面进行检查,确保其不存在质量缺陷,在检查时可以利用锤子进行敲击,看其是否有裂缝及掉角等现象发生。其次,要对机电设备基础表面和地脚螺栓的预留孔进行检查,清除其表面的杂质,当基础表面需要放置垫铁时,需要对其表面进行处理,确保其达到麻面的效果,同时需要准确预埋一次性地脚螺栓的位置,同时还要确保地脚螺栓在外面的长度要与相关的标准要求相符。对于预留的地脚螺栓孔,需要其位置和深度都要与具体的设计要求相符,确保地脚螺栓孔的不存在任何质量隐患。再次,浇筑基础时,对于承重面需要预留出垫铁的高度,同时还要确保二次灌浆后垫铁的高度要与设计的要求相符。最后,对于地脚螺栓处的混凝土,需要确保其强度要与相关规范的标准要求相符,而且地脚螺栓之间的间距及坐标需要与设计的要求相符。煤矿企业一些较为重要的机电设备,在对其基础进行施工过程中需要做好预压强度的实验,确保实验过程中设备基础的预压力要比机电设备满负荷运行状态下施加给基础的作用力的总和要大。
2.3机电设备的基础放线
在对机电设备基础进行放线的时候,应该要根据机电设备的安装详细图纸以及建筑物的轴线来放出施工的控制轴线,同时还应该要使用水准仪来复核和检验机电设备的标高,并且应该要做好相应的记录。
2.4机电设备的就位和安装
对于需要安装的机电设备,需要将其运到安装现场,当机电设备就位后,则需要选择适当厚度的垫铁将其放置在设备的底座和基础之间,确保安装后的机电设备水平高度及标高能够与设计的要求相符。在大体安装完成后,还需要进行找平和找正,确保一切无误后,机电设备的安装工作才算结束。
2.5对机电设备的安装精度进行控制
在对机电设备进行安装过程中,垫铁质量、安装位置、基础施工质量、地脚螺栓质量及位置、安装人员技术水平等诸多因素都会对机电设备的安装精度产生较大的影响。所以在对机电设备进行安装过程中,需要对这些影响因素进行有效地控制,有效地降低各因素的影响力度。在安装过程中需要充分的考虑到实际情况,同时根据机电设备自身的特点来选择科学合理的安装方法,并采用先进的调整技术,有效地降低设备在安装过程中的误差,确保将累计误差降至最低。
2.6对电气设备试运行的检查
当电气设备安装完成后,对其进行检查后,则需要开始进行试运行。在电气设备试运行过程中,需要对转轴传动装置进行详细检查,确保传动装置在运行上要具有较好的灵活性和可靠性。对于试运行过程中出现滞卡现象时,则需要停止运行并对导致出现滞卡现象的原历进行查明,及时排除故障,确保运行的继续。另外,还需要对机电启动设备做好检查工作,对设备的规格和线路进行检查,确保与设计的要求相符,线路完好。电气设备运行过程中,检修人员还需要做好日常检查和维修工作,及时排查机电设备故障,确保机电设备能够安全、可靠的运行。
3结束语
机电一体化主要包括光学技术、计算机技术、软件编程技术等多种学科,是一门综合型的学科技术。在煤矿生产过程中进行机电一体化技术的应用,能够将其生产工作时的整体劳动强度、工作环境进行科学的改进完善的同时,在生产耗能方面也能够得到较好的控制,从而实现生产活动其自身特定的价值。在机电一体化技术的应用过程中,还可免除更换设备的程序工作,直接对所应用产品的整体构成及其产出过程进行科学合理的调整优化,在机械工业的生产发展过程中逐渐注入一些新鲜因子,从而实现安全科学的生产。现如今,机电一体化技术产品在煤矿产业的发展过程中已得到了较为广泛的应用。以计算机技术作为重点核心的电牵引采煤机在市场中的所占比例已较大,我国也已能自主进行各类挖掘设备、矿井供电等设备的研发生产。与此同时,煤矿安全生产相应的监控系统、对井下重要设备的图像监视系统、调度部门的现代化设备也均得到了普及应用。煤矿机电一体化产品的应用使得各项先进设备的科技化、现代化得以实现,对于煤矿开采工作的安全顺利进行而言,提供了极为坚实的保。
2煤矿机电一体化技术发展现状
2.1电牵引采煤机在机电一体化设备中,电牵引采煤机属于较为新型的一种。将电牵引采煤机与传统的液压式牵引设备进行对比,其在应用过程中所具有的优势主要为:(1)自身具有较强的牵引特性;(2)应用范围包括存在较大倾度角的煤层区域;(3)应用过程中的灵活度及动态型的特性也较为优良,因此能够在整体系统运行时对其内部的各项参数值进行科学合理的调整优化,以防出现超载运行的情况;(4)运用过程中的磨损度较小,因此使用寿命也较长;(5)设备结构较为简洁明了,工作效率及水平均能得到有效提升。国内现有的采煤设备无法真正达到一个全面自动化的水平,且尚未拥有集中式的监控功能。大部分的国内采煤设备通常采用的控制系统为微机式,相应的传感设备偏少,与国外发达国家相比,所能获取到的信息数据也相对较少。
因此,我国如果想要在电牵引采煤机领域获取到较为优良的研究发展成果,则应注重以下几点的加强提升:(1)对装机自身的功率进行合理的加强增大,并将其相应的性能参数值进行提升;(2)积极采用一种集中化的高压供电方式;(3)对监控系统实行科技智能化的应用;(4)将电牵引采煤设备系统进行科学的改进,促使其发展方向为交流调速式。
2.2液压支架控制系统液压支架控制型系统主要是指将现有的计算机核心技术与液压控制系统进行完美的融合,从而实现一种自动式的移架,以此减小对顶板等部分造成的冲击力。对于此项技术的相关发展研究,国外诸多发达国家已获取到了较为优良的研究成果,并进行了技术的广泛应用。液压支架型控制技术在其应用过程中主要采取的是一种微机式的监控技术,在其应用过程中能够对所出现的故障进行查询、保护以及控制等一系列的工作。对液压支架型控制系统进行科学合理的应用,能够将煤矿生产工作的整体效率进一步提升,并对其相应的工作环境进行改善,真正实现安全型生产。与发达国家相比,我国对于液压支架控制系统的研究工作开展较晚,但经过科研人员多年不懈的努力,我国对于液压支架的研究已与国外水准并无太大差距,但相应的支架阀技术在研究过程中的水平却较为落后。在液压支架的使用过程中,支架阀是其中较为重要且关键的一部分,由于其水平的落后使得我国的液压支架电液控制系统未能得到较为广泛的推广应用。
2.3其余的煤矿机电一体化设备这里所提到的其余的煤矿机电一体化设备主要是指煤矿供电型设备。煤矿供电具有其自身较为独立性的特色,即安全可靠性需加强,整体质量需保持在正常标准之上,并且能够对各大功率设备的运行需求进行充分的满足。针对此种特点,应积极进行节能降耗型设备产品的推广应用。高压式的开关柜设备所采用的开关维护量偏小,且相应的使用年限较长。运用集中及就地式的补偿方式能够将设备内部的功率因数进行科学的提升,对其无功型电流量进行有效控制,从而对无功型功率的损耗量进行合理减少。在当前,无论是高还是低开关柜所采用的均是微机式保护模式,自身具备较强的网络型功能,能够在较长距离内进行各项遥控、遥信工作。
3煤矿机电一体化技术的发展趋势
3.1从供电等级及其布局方面进行考量现如今,随着社会的逐步前进与发展,供电等级也在逐步提升,地面式的特高供电等级已由原先的35kV调整为60kV,数值几乎翻了一倍。3kV的供电综采工作面现已开始全面实行,而相应的10kV供电设备也已开始进行应用。供电活动自身存在的环节较多,而其内部的控制型设备也相对较多,网络的分布状况也在不断地进行变化。另外,移动式的供电设备现已得到了较为广泛的应用。
3.2从单体设备电功率方面进行考量现有的煤矿机电一体化技术已开始广泛采用功率及效率水平均偏高的重型机电设备,相应的采煤设备功率保持在2000kW左右,而相应的刮板输送机功率也已达到了2250kW的水平。在对某煤矿开采工作进行煤矿机电一体化技术的科学合理应用后,整体功率为1000kW、730kW的采煤设备均得到了实践应用,与原先的采煤设备功率相比,其工作效率已增加了一倍,而其配套类设备的功率也得以增强提升。
3.3从设备控制方法方面进行分析在线控制、远距离控制和集中控制将成为主流控制手段。单片机设备以及PLC技术的广泛应用,充分体现了现有的硬件设备控制现状将会得到改变,逐渐被软件控制所替代。另外,拥有可视化界面也能够将操作程序进一步简化处理,促使其灵活便捷度得以提升。而原有的模糊型控制方式也将被量化型控制方式所取代,现代科技化的控制方式正在逐步进行科学合理的改进完善。网络型及远程型的控制方式也正在开始发展应用。
一、生派组织的企业推荐制
在我国的大中型煤矿聚集着一大批大学毕业生,他们从学校分配到企业以后直接在工程技术的第一线工作,有着丰富的工程实践经验、明确的工大成绩,成为煤矿企业的技术骨干和高级管理者。面对科技的发展和企业的竞争,他们迫切需要进行知识的更新,掌握更加先进的技术和方法,使煤矿企业的技术改造和技术更新提升一个台阶。特别是在我国改革开放政策的指导下,许多煤矿企业了一批先进的生产设备与生产工艺,提高煤矿企业人才素质已是企业的当务之急。因此,为了让有限的人力资源发挥出最大的效能,在工程硕七生源组织和选择必须充分尊重和依靠企业自。这主要硕士培养质量的因素及其对策研究已经引起重体现在:
1.凡是由企业推荐的生源,在同等的条件下求的开放式培养模式川势在必行,且工程硕士培养优先录取。目前工程硕士人学考试采取的GCT一ME方式适应了建立学习型社会的需要.也符合公正、公平、科学选拔人才的精神。_工程硕士研究生录取工作应以GCT一ME成绩为基础,重视并规范专业综合测试。同时,要尊重企业的意见,要符合和为了培养合格人才”的理念.对矿业工程领域工程服务于人才队伍培养的规划。通过煤矿企业领导审核、推荐,结合联考成绩,可以把一些基础知识较差或思想素质差、工作表现不好的人员淘汰出去,培养那些品行好、有一定基础理论知识和实践工作经验、真正能为企业发展做出贡献的人员。这样,通过校企的共同把关,全面提高生源质量,为企业培养所需要的有用人才。
2.凡是由企业推荐的生源,学校与企业共同组织考前辅导,以提高考生联考成绩。_工程硕士的招收对象主要是获得学士学位后具有3年以上工程实践经验的优秀在职人员。企业根据国家有关规定和培养单位的招生报名条件,结合本企业的需要和报名人员的综合情况,进行初选推荐.把思想品德好的业务骨干选。在全国联考前,企业将初选的学员组织起来,由学校组织有经验的教师到企业对他们进行考前辅导。通过全面系统的复习,可以恢复和提高考生的基础理论知识,使他们信心引进十足地迎接考试,提高联考成绩,并为以后的学习打下良好的基础。近5年的实践表明,这一考前辅导班的实施,有效地提高了煤矿企业所推选考生的录取率。
3.凡是由企业推荐的生源.均可享受企业优感政策。许多煤矿企业,为了鼓励优秀人才攻读工程硕l:研究生,采取r许多优惠政策,如录取后的学费部分或全部由企业负担的待遇等。
二、培养方案要充分考虑企业的摇要
研究生的培养方案是实现培养目标的基本教学要求,是确保培养质从的依据。由于不同的企业有各自独特的生产任务及发展战略、有不同的生源背景、有不同的人才培养规划及知识结构的要求,因此,在制定工程硕士研究生的培养方案时,要根据企业的生产和科研实际,结合工程领域培养方案的要求以及学校的教学资源,由高校和企业协商共卜刁制定。
1.培养方案既要满足国家学位培养要求,又要应尽量满足企业特点。培养方案的核心是课程设置和教学内容。学校和企业密切合作,可以使课程设置更加合理、有效。在确定工程硕士研究生的课程时,首先保证满足国家规定的本工程领域必要的从础课程,同时有针对性地根据工程技术人员的特点以及企业的需要,开设或增设一些实用的、具有前盼性和先进性的专业选修课,进行“订单式”培养。课程教学内容既要遵循一般研究生的教育规律,又要充分考虑工程硕士研究生的特点,着重体现多学科的相叹交叉、渗透、融合,并适当开设管理类、计算机类及相关学科的课程,进行跨学科培养.使学员成为企业所需要的复合型、应用型人才。
在制定,r.程硕!二培养方案时,应遵循加强和拓心城础、强化专业、注重能力、突出应用的原则。目前在矿业工程领域,主要有以下七个研究方向:矿山压力与岩层控制、采矿方法’jl二艺过程、资源经济与竹理、矿j卜特殊开采与安全、安全技术与工程、矿业地质_l二程、矿山岩土工程,一专业方向比较宽J’‘、适应性强。根据全国工程硕士专业学位教育指钟委员会《关于制定在职攻读工程硕士专业学位研究生培养方案的指导意见》以及企业生产的实际情况,在’J煤矿企业进行充分交流和协商的前提下,确定各门课程的时间安排和教学计划。课程学习时间一般为1一1.5年,可根据实际情况集中授课或利用晚上、周末及节假日分散授课。课程学习采取学分制,总学分一般不少于33分,其中必修课(含基础课、专业基础课)22学分;对于选修课,根据学生初选课的情况,选择7门课集中讲授,其中由学员自主选择5门课计10学分,体现了学生选课的自主性;还有学科前沿报告l学分(3一4天)集中到校进行;开题报告、论文工作中期报告等1学分。
2.授课方式要向本着服务的理念转变。矿业L程专业的工程硕士研究生大都是企业的骨干,由于煤矿企业的特殊性,很难抽出较长的时间集中学习,在培养方案实施中,要充分考虑这一现实。为此,我们在具体实施培养方案和教学计划时,采取如下做法:(l)泞先与工程硕士相对比较集中的煤矿企业联系,成立教学点,由企业提供教学场所与设施,并组织生源;(2)选派富有教学经验的高级职称教师亲临工程硕士教学点进行授课,即在授课时间和地点L充分考虑矿业工程硕士“在校不离岗”的特点,为此,山东科技大学分别到新坟、枣庄、济宁、淮南、攀枝花等8个教学点进行授课;(3)学校组织专家到现场进行开题、中期筛选、预答辩和答辩等工作。这样,充分体现一切为了人才培养、一切方便人才培养的理念,节省了矿山工程硕士生的时间,深受欢迎。
三、强化过程监管
在校企共同制定培养计划的同时,达成共同管理、共同培养的协议,形成了一个校企合作培养工程硕士的高效管理模式。
1.签订合作协议,明确双方责权,共同制定管理制度与培养计划。学校、企业都必须加强对工程硕士教育工作的监督,全面考虑,统筹规划。学校重点监督授课质量、培养过程的严谨性;企业重点负责对现场教学点的学习组织、考勤等管理。
2.校企双方经常沟通,实施双班主任制,即学校和现场各负责选派一个有经验的人员作为教学点班主任。一旦遇到问题时,通过协商以最快的速度、最好的办法解决问题。
3.采取主讲教师制,学校对授课老师提出严格要求,对每一门课程都采取让学员无记名方式对授课质量进行打分评价,一日.发现教师授课质量差、学员意见比较大情形,_立即采取措施,取消该教师讲授此课的资格。
4.企业教学点负责对学生正常上课秩序的监管和考核,并纳入到学员所在单位的奖惩管理,},。
工程硕十是我l川为大中型企业培养优秀工程技术和工程管理人员的一条重要途径,企业将自己内部的技术骨干和管理竹干送到高校进行工程硕L培养,以提高企业的人才素质。因此.企业对工程硕士的培养质址非常关注,t一分重视课程学习、论文选题、论文研究等培养环节。但由于矿业工程硕士研究生的课程学习和论文工作主要在企业进行,又由于矿业工程硕士生人员构成的特殊性,他们在学习、工作、家庭等方面矛盾较多,这给管理工作带来很大困难。所以,校企双方必须密切配合,共同做好工程硕士生的教学管理工作,特别是企业教学点负责对学生正常上课秩序的监管和考核,并纳人到学员所在单位的奖惩管理中。
四、严格程序,把好学位论文质t关在工程硕士的培养过程中,学位论文工作是-个非常重要的环节。工程硕士学位论文的选题直接来源于企业的生产实际,具有明确的生产背景和应用价值。高校培养出来的工程硕士生质址的好坏直接体现在他们的学位论文是否为企业解决了生产中的实际问题,是否产生了良好的社会和经济效益而且通过几年的培养是否提高了他们发现问题、解决问题的能力以及从事工程设计、科学研究和攻克难关的能力。
根据实际需求,工程硕士学位论文的指导均采取双导师制,即学校导师和企业导师联合指导。学校导师对指导工学硕士生有着丰富的经验,但缺乏工程实践经验和对工程硕士生所在单位实际情况的了解,很难独立指导工程硕士生完成高质量的且结合研究生单位实际技术水平的应用型学位论文。
而企业里具有高级技术职称的导师不仅实践经验丰富,而且对本单位的生产实际非常了解,校企导师取长补短、相辅相成的作用对工程硕士生高水平高质量完成学位论文可起到有力的保障作用。具体可采取如下步骤:
1.做好选题。要求学员选题来自矿山生产与安全第一线,真正做到论文研究服务于煤矿生产第一线,讲求实效。
2.做好预答辩。论文完成后,由学生申请、导师审查合格后,进行论文预答辩。预答辩工作是工程硕士研究生培养质量的重要环节。预答辩所要审查的主要内容包括:(1)研究内容是否符合工程硕士的要求,研究成果是否达到硕士研究生学位水平,(2)工作t是否饱满;(3)研究工作的实用价值是否达到工程硕士要求;(4)论文的格式是否规范;(5)论文有无抄袭现象,等等。通过严肃认真的审夜,提出修改意见。
3.进行全面修改。根据预答辩委员会专家提出修改意见,研究生在导师指异卜进行逐条修改,并形成修改说明报告,经工程硕L管理办公室审查合格后方可进入同行专家评议阶段。
4.正式答辩。由校方和现场教学点组成答辩委员会,对符合条件的工程硕士研究生进行答辩。答辩工作一般在现场教学点进行。按照!}诵家学位管理有关文件,专家委员会会对答辩通过的研究生提出再次修改意见。
关键词:煤矿,机电设备,隐患排查
根据我矿的实际情况和事故案例分析,机电系统主要存在的主要隐患如下:
1、 煤矿机电事故的原因剖析
(1)特种作业人员的频繁调换、调整,给安全埋下隐患。特种作业人员大都是经过专业培训取得操作合格证后作业者,一些人员不钻研技术业务,违章违纪现象比较突出。
(2)特种作业人员文化程度参差不齐,掌握特种作业技术不娴熟,对技术工种安全操作知识掌握不牢,熟悉程度不够,是造成事故的重要原因。
(3)安全基础工作要长抓不懈,设备的防爆失爆检查要放在首位。
2 控制煤矿机电设备事故对策
(1)加强的用工制度管理。特殊工种要由思想端正、技术全面的员工来担任,除特殊情况外,特殊工种不能随意调换,要严格考核发证,持证上岗。
(2)加强职工的安全业务培训工作。建立竞争机制,采取竞争上岗,采用岗位技能工资,划分工资等级,加强岗位技能培训,以内培与外培相结合。
(5)加强矿井质量标准化管理。把这项工作当作一项经常化的工作来抓,要由静态达标向动态达标转变,由重结果向重过程转变,实现生产全过程达标。
设备更新换代要跟上,要尽快把无MA标志的电气设备进行更换。论文参考。
1、制定切实可行的设备管理制度、防爆设备入井检验制度、设备包机制度、设备定期检查制度、各种安全装置定期试验制度和停电检修挂牌制度。建立设备、电缆、小型电器的台帐管理,妥善保管大型设备的技术性能档案。
2、认真贯彻执行设备使用与维修相接合的原则,实行专人负责制,主要设备实行包机制,做到定人、定机、凭上岗证操作,严格执行岗位责任制和设备操作规程,对多班制生产的设备,操作工人必须执行设备交接班制度,大型设备均有运行记录。
3、建立大型机电设备安装验收管理制度。强化大型机电设备安装、改造工程的设计、选型、设备购置、施工和验收等环节的管理和监督及管理职能,防止大型机电设备恶性事故的发生,结合自身实际情况,制定出切实可行的大型机电设备安装验收管理制度,并严格执行。
二、矿井主通风机装置
1、矿井必须安装两套同等能力的主通风机装置,其中一台备用,备用风机必须能在10分钟内开动。
2、矿井的主要通风机必须每三年至少进行1次性能测定。
3、生产矿井主要通风必须装有反风设施,并在10分钟内改变巷道中的风流方向;当风流方向改变后,主要通风机的供风量不应小于正常供风量40%。
4、矿井主要通风机房内必须安装水柱计、电流表、电压表、轴承温度计等仪表,还必须有直通调度室的电话,并有反风操作系统图、司机岗位责任制和操作规程等,主要通风机的运行必须由二人及以上的专职司机负责。
5、局部通风机和掘进工作面的电气设备,必须装有风电闭锁装置。
三、井下防排水装置
1、矿井必须配备三台及以上水泵,两趟及以上排水管路,水仓、泵房机电设备安装必须符合《煤矿安全规程》第278条规定。每年进行1次性能测定。
2、排水系统配备与矿井涌水量是否相匹配。
四、煤矿提升运输设施
1、立井、斜井提升机必须严格按照《煤矿安全规程》第427条规定,装设保险装置和提升机后备保护装置,各种保险装置必须灵敏、性能可靠、在正常提升过程中严禁甩掉保护运行。提升机的电控系统,液压及机械制动系统必须可靠,各种闭锁关系正确,制动能力满足运行要求,专门升降人员及混合提升的系统每年应进行一次性能测定,其它提升系统至少每三年进行一次性能测定。提升系统除常用信号装置外,还必须有备用信号装置。
2、各种提升装置的滚筒缠绕的钢丝绳层数必须符合《煤矿安全规程》第419、420条规定。论文参考。
3、立井升降人员必须使用带MA(煤安)标志的罐笼和防坠器并按《煤矿安全规程》第413条规定对防坠器定期进行脱钩和不脱钩试验。
4、升降人员与物料的罐笼必须符合《煤矿安全规程》第381条要求
5、在提升速度大于3m/s的提升系统内,必须设防撞梁和托罐装置。
6、倾斜井巷内使用串车提升时必须遵守《煤矿安全规程》第370条规定。
7、提升斜井和行驶机车平巷危险区段必须严格执行“行车不行人,行人不行车”的规定;必须行人,要经信号工、把钩工同意,并停止行车;对通过人员必须清点人数,确定无人时才可发开车信号。
8、提升装置使用的钢丝绳及连接装置必须按规定进行检验,对磨损、锈蚀断丝超限的钢丝绳和不合格的连接装置必须及时更换,不得违章使用,严禁超载提升。箕斗提升必须采用定重装载。
9、井下绞车安全保护装置、制动系统灵敏可靠,提升系统做到“三固定”(开车司机固定、把钩工固定、信号工固定)、“四保险”(保险闸、保险峒、保险杠、保险绳)。信号系统声光齐全。
10、采用钢丝绳牵引带式输送机运输时必须遵守《煤矿安全规程》第374条规定。
11、井巷中采用钢丝绳牵引带式输送机运送人员时应遵守《煤矿安全规程》第375条规定。
12、井下使用滚筒驱动带式输送机时必须遵守《煤矿安全规程》第373条规定。皮带必须选用带有MA(煤安)标志的阻燃带。论文参考。
五、煤矿供电及井下电气
1、矿井必须有与实际相符的井上、井下供电系统图,该图的绘制必须符合《煤矿安全规程》第450条规定。
2、矿井至少应有可靠的两回路电源线路。当任意回路发生故障停止供电时,其它任一回路应能担负矿井全部负荷。
3、井下各水平中央变(配)电所、主排水泵和下山开采的采区排水泵房供电的线路不得少于两条回路。主通风机、提人立井提升机、抽放瓦斯泵等主要设备应设置双回路供电。
4、井下防爆设备入井前,应检查其“产品合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能;检查合格并签发合格证后方准入井。
5、井下防爆电气设备的运行、维护和修理,必须符合防爆性能的各项技术要求。防爆性能遭受破坏的电气设备,必须立即处理或更换,严禁继续使用。
6、使用中的防爆电气设备的防爆性能检查,必须严格执行《河南省煤矿电气性能检查细则》的规定。
7、矿井严格按照《煤矿井下低压电网短路保护装置的整定细则、《煤矿井下低压检漏保护装置的安装、运行、维护与整定细则》《煤矿井下保护接地装置的安装、检查、测定工作细则》装设过流、漏电、保护接地装置,“三大保护”装置必须动作灵敏可靠。
8、井下电缆必须选用带有“MA(煤安)标志的阻燃电缆。电缆的联结和铺设必须严格执行《煤矿安全规程》第468、469、470、471、472条规定。
9、电煤钻必须使用设有检漏、漏电闭锁、短路、过负荷、断相、远距离起动和停止煤电钻功能的综合保护装置。
10、井下照明和信号装置,必须采用具有短路、过载荷漏电保护的综合保护。
(淮北矿业集团芦岭煤矿瓦斯办,安徽 宿州 234000)
摘 要:钻孔测斜成像技术是通过测量钻孔测点的顶角、方位角、工具面向角和孔深,经过计算可知测点的空间坐标位置,经过多点测量,从而得到所打钻孔的轨迹,以便及时纠偏,缩小钻孔预定轨迹和实际轨迹的误差。
关键词 :钻孔;轨迹偏斜;三维视图;成像技术
中图分类号:TD1文献标志码:A文章编号:1000-8772(2014)13-0204-01
1 引言
在煤矿井下钻进工程中,必须根据地质、地层和技术条件合理设计钻孔的轨迹。但在工程施工中,由于自然、技术以及人为因素的影响,实际的钻孔轨迹往往偏离设计轨迹,这种现象称为钻孔偏斜。孔斜的存在会造成以下危害:
(1)钻具与孔壁间磨损增加、缩短钻具使用寿命、增加工程量、材料消耗加大,还可造成钻机传递能量的损失、降低钻进效率;
(2)地质孔孔斜超限,影响地质资料的可靠程度。
(3)各类如疏干孔、电缆孔等需要钻透巷道的工程孔,由于孔斜的影响,使钻孔底部偏离原设计孔位,需在巷道中做探巷寻找该钻孔,增加工程费用。
2 工程实例
该孔在2013年6.8-13号完工,进尺74m后开始取芯,终孔106m。设计倾角55°,方位角37.5°。共取岩芯11组,岩石的分类依次为:泥岩、粉砂岩、泥岩、中粒砂岩、粉砂岩、中粒砂岩、粉砂岩、中粒砂岩、泥岩、细砂岩、泥岩。图4-7是倾角偏斜情况与深度的对应关系,从图中可以发现,倾角随深度的增加偏离程度也增加,且呈现出在岩性界面处变化梯度较大的规律性。
图2是钻孔轨迹与设计轨迹对比的三维视图,图中蓝色轴线代表Z轴,橙色代表Y轴,红色代表正东方向X轴,蓝色点折线代表设计轨迹,粉红色的点折线代表实际钻孔轨迹。从图中可以发现,实际钻孔偏离设计轨道,且在钻孔浅部时实际钻孔与设计钻孔对比呈“下沉”状态,随钻孔深度加大,实际钻孔轨迹呈“上漂”状态。
3 结论
从钻孔的实际方位角随孔深变化的关系曲线中可以发现,在上述的工程测斜钻孔中,实际的方位角与设计方位角都有偏差,从曲线图上可以分析得出,方位角比倾角波动厉害,也有随孔深增加而变大的不明显趋势,且与倾角在同一坐标系下对比发现,方位角的变化幅度较倾角幅度。
参考文献:
[1] 石平波,朱泽虎.煤矿井下钻孔测斜技术[J].河北煤炭,1994(4):41-43.
[2] 李静,张金昌,陈晓琳.地质勘探钻孔轨迹计算新模型[J],探矿工程,2011,38(1):22-24.
[3] 李番军.连续测斜仪研究[D],工学硕士学位论文,哈尔滨工业大学,2006.
[4] 高茂林.陀螺寻北装置研究[D],硕士学位论文,西北工业大学,2006.
[5] 张典荣,朱晓荣.高精度全方位钻孔测斜仪的研究及应用[J],煤田地质与勘探,2003,31(3):58-60.
[6] 王岚.HMC2003磁阻传感器在钻孔测斜仪中的应用[J],北京:地质出版社,1993
[7] 唐军.YHQ—X型全方位钻孔测斜仪在煤矿地质超前钻探中的应用[J],煤炭技术,2007,26(10):96-97.
关键词:煤炭; 矸石 ;无煤柱开采
一、生产开采模式的主要技术内涵包括
1.采用凝石技术,以电厂粉煤灰等高能工程废弃物与矸石等伴生资源组合,生成高强度充填材料,消除环境污染。
2.以矸石为主体材料充填采空区,实现无煤柱开采,控制地表沉陷等灾害。
3.以矸石为主体材料填充护巷,达到控制瓦斯、冲击地压等事故灾害的目的。
二、 煤炭资源是我国能源保障体系的重点
煤炭是我国的主体能源。2050年仍是我国的基础能源。国家《能源中长期发展规划纲要(2004-2020)》中明确提出“坚持以煤炭为主体,电力为中心,油气和新能源全面发展”的能源战略目标。煤炭在一次能源结构中的比例是2000年10%,2005年21%,2015年26.5%,2050年58%。
我国是一个以煤炭为主要一次能源的国家,在加快建设资源节约型、环境友好型社会的新形势下,煤炭开发不仅要满足国民经济和社会发展的需要,而且更要高度重视生态环境的保护和建设,做到煤炭资源开采与生态环境保护建设协调发展,解决好煤炭资源开采过程中污染生态环境和浪费资源等问题,全面推进煤炭产业和生态环境保护建设的可持续发展,中国的能源保障体系才能健康、稳步地发展。
三、 煤矿安全形势关系民生
2008-2012年的后5年,全国煤矿共发生事故6900起,死亡人数11639人,其中瓦斯事故发生671起,死亡3039人,分别占全国总数的9.7%、26.1%。我省煤矿共发生事故344起。死亡773人,其中瓦斯事故28起,死亡198人,分别占全省事故总数的8.1%、25.6%,占全国瓦斯事故总数和死亡总数的4.2%、6.5%。全国后五年比前五年瓦斯事故起数减少1362起,死亡人数减少5618人,全省后五年比前五年瓦斯事故起数减少56起,死亡人数减少876人。
尽管我省煤矿瓦斯 做了大量的工作,安全形势总体比较平稳,但仍不能满足当前煤矿安全生产的需要,2012年仍然发生瓦斯事故5起,死亡17人,安全生产仍然存在着突出的问题。
矿难关系到国计民生,矿难的发生影响到国家在社会上的地位。中国的煤炭是用鲜血换来的,《煤矿安全规程》是用鲜血写成的。煤矿安全仍是重中之重,事故总量仍然较大,重特大事故时有发生,安全生产形势依然严峻[4]。
随着资源整合接近尾声,大集团的进入使安全投入有了明显提高,人们的安全思想有了质的转变,但一些倾向性,苗头性问题,需要引起警觉,采取针对性措施予以切实解决。
坚持预防为主,着力排查治理隐患,深化重点行业领域的安全整顿。坚持落实责任,推行煤矿生产新技术、新工具、新技术。着力强化和落实企业安全生产,使矿难不再重演。
四、节能减排,开采环境灾害控制紧迫
中国煤炭开采面临五大灾害,随着产能增加,煤炭开采深度延伸,瓦斯矿井占到70%,煤矿灾害(冲击地压、顶板大面积来压、矿震)动力灾害范围广(发生动力灾害的矿井超过100个)。
煤矿动力灾害控制是国家中长期科技发展规划优先研究主题,无煤柱开采是煤炭资源科持续发展的重要方向,同时也是解决煤矿重特大事故的有效手段。避免相关瓦斯事故的发生排除冲击地压和瓦斯煤层冲击事故灾害的可能性,避免火灾和瓦斯爆炸事故。
1.无煤柱开采技术的概念:
(1)沿空掘巷。
(2)区段井巷无煤柱。
(3)沿空留巷。
(4)无煤柱开采技术。
(5)采空区充填。
(6)三下开采无煤柱。
(7)条带充填。
2.无煤柱开采的优点:
(1) 抽采的瓦斯浓度高,可直接利用,实现节能减排,瓦斯利用成本大大降低,实现煤矿安全高效生产和环境保护的和谐发展。
(2) 采用凝石技术解决电厂粉煤灰及高能工程废弃物的占地污染问题,生成高强度充填材料,达到节能减排的目的[3]。
(3) 资源高效利用,最大限度开采,增加回收率。
(4) 最大限度控制瓦斯、火灾、冲击地压灾害事故,没有煤柱,给瓦斯抽放留了条件。
(5) 降低了煤巷的维护和掘进费用。
(6) 开采环境的灾害得到控制。
因此,进行无煤柱开采技术研究是具有挑战性、紧迫性、基础性和综合性的重大项目,对保障我国煤炭资源的大规模安全可持续开采具有重大意义。
参考文献:
[1] 宋振骐,崔增娣,夏洪春,汤建泉,文志杰. 无煤柱矸石充填绿色安全高效开采模式及其工程理论基础研究[J]. 煤炭学报. 2010(05)
[2]彭绍杰,明,连传杰. 矸石充填沿空护巷技术的试验与应用[J]. 矿业安全与环保. 1995(02)
[3]. 谭果骁. 对我国煤炭开采与环境保护协调发展的探讨[A]. 第六届全国采矿学术会议论文集[C]. 1999
[4] 熊化云. 江苏煤炭开采现状与思考[A]. 长三角清洁能源论坛论文专辑[C]. 2005
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